CN107309241A - 粉煤灰的回收利用系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种粉煤灰的回收利用系统。该回收利用系统包括：分离装置，与粉煤灰存储仓连接，用于对粉煤灰进行分离，得到粗灰与细灰，粗灰的粒径小于1000目，细灰的粒径大于1000目；成球设备，与分离装置的粗灰出口连通，成球设备利用粗灰、粘结剂与水制备湿球；微波加热装置，与成球设备的出口连通，用于将湿球烧结为陶粒。本申请的将电厂粉煤灰分级利用，将目前电厂排放的粉煤灰全部利用，达到零排放的效果，解决了电厂粉煤灰的大量排放对环境造成的污染问题。
Description
技术领域
本申请涉及化工领域，具体而言，涉及一种电厂粉煤灰的回收利用系统。
背景技术
粉煤灰是火力发电厂锅炉中的煤炭在燃烧过程中产生的细小颗粒，随烟气排出炉膛后形成的粉末状固态混合物，是一种工业废渣。其主要包括SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3、碳及其它金属和非金属氧化物。
目前，我国电力生产仍以燃煤发电占主导地位，而燃煤电厂的运行会产生大量的粉煤灰。据统计，至2015年底我国火电装机容量达10.2亿千瓦，粉煤灰年排放量约6亿多吨，加上历年堆积，不仅占用大量的土地，而且，其中含有的大量有毒有害物质(如重金属)易造成地表水、地下水和大气环境的污染，危害人体健康和破坏生态平衡，严重影响生存环境。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种粉煤灰的回收利用系统，以解决现有技术中的电厂产生的大量粉煤灰对环境污染的问题。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种粉煤灰的回收利用系统，该回收利用系统包括：分离装置，与粉煤灰存储仓连接，用于对粉煤灰进行分离，得到粗灰与细灰，上述粗灰的粒径小于1000目，上述细灰的粒径大于1000目；成球设备，与上述分离装置的粗灰出口连通，上述成球设备利用上述粗灰、粘结剂与水制备湿球；微波加热装置，与上述成球设备的出口连通，用于将上述湿球烧结为陶粒。
进一步地，上述分离装置包括：离心分离机，与上述粉煤灰存储仓连接，用于对粉煤灰进行分离，得到粗灰与细灰。
进一步地，上述分离装置包括：旋风分离器，与上述离心分离机的细灰出口连通，用于对细灰进行分离，得到一级细灰与二级细灰，上述一级细灰的粒径在1000～1500目之间，上述二级细灰的粒径大于1500目；除尘器，与上述旋风分离器的二级细灰出口连通，用于对上述二级细灰进行分离，得到三级细灰与尾气，上述三级细灰的粒径大于1500目且小于2500目；引风机，与上述除尘器的尾气出口连通，用于将上述尾气排空。
进一步地，上述回收利用系统还包括：粗灰存储仓，上述粗灰存储仓的入口与上述离心分离机的粗灰出口连通，上述粗灰存储仓的出口与上述成球设备连通。
进一步地，上述回收利用系统还包括：预热器，设置在上述成球设备与上述微波加热装置之间的连接管路上。
进一步地，上述微波加热装置包括：进料微波抑制器，与上述预热器的出口连通，用于抑制微波的泄露；微波隧道窑，与上述进料微波抑制器的出口连通；出料微波抑制器，与上述微波隧道窑的出口连通，用于抑制微波的泄露；微波馈能设备，与上述微波隧道窑的微波入口连通，上述微波馈能设备包括磁控管，上述磁控管产生微波；微波导管，用于连通上述微波馈能设备与微波入口。
进一步地，上述微波加热装置还包括：电控设备，与上述微波馈能设备电连接，用于向上述微波馈能设备提供高电压。
进一步地，上述微波加热装置还包括：水冷设备，与上述微波馈能设备连通，用于对上述磁控管进行降温。
进一步地，上述回收利用系统还包括：冷却器，与上述出料微波抑制器出口连通，用于对上述陶粒进行冷却。
进一步地，上述冷却器为换热器，上述换热器的冷源为空气，上述换热器的空气出口与上述预热器的热源入口连通。
进一步地，上述回收利用系统还包括：破碎筛分设备，与上述冷却器的出口连通，用于对上述陶粒进行粉碎。
进一步地，上述回收利用系统还包括：脱硝脱硫除尘装置，与上述预热器的废气出口以及上述微波隧道窑的烟气出口连通。
进一步地，上述回收利用系统还包括：细灰存储仓，与上述旋风分离器的一级细灰出口以及上述除尘器的三级细灰出口连通。
应用本申请的技术方案，根据粉煤灰的粒径、形貌和其热稳定性的优势，利用分离装置分选出粒径品质一致的粉煤细灰，粒径通常在1000目以上，这部分细灰直接或经改性后，可以作为填充剂或阻燃剂用于橡胶、塑胶材料、涂料以及金属微粉等领域，不仅可提高材料的可加工性、阻燃、导电、及防磁场干扰等性能，还可显著降低成本；分选后的粗灰可以配合一定比例的水和粘结剂(如页岩、粘土等)混合成球后在微波加热装置中进行烧结，得到粉煤灰陶粒，粉煤灰陶粒可以广泛应用于建筑、道路、桥梁、绿化、水处理等领域。并且，该系统中采用微波加热装置加热，使得物料受热均匀，产品品质好，同时升温速度快，是传统电加热窑的5～15倍，加热效率高。本申请的将电厂粉煤灰分级利用，将目前电厂排放的粉煤灰全部利用，达到零排放的效果，解决了电厂粉煤灰的大量排放对环境造成的污染问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本申请的一种实施例提供的粉煤灰的回收利用系统的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、粉煤灰存储仓；2、离心分离机；3、旋风分离器；4、除尘器；5、引风机；6、粗灰存储仓；7、成球设备；8、预热器；9、进料微波抑制器；10、微波隧道窑；11、出料微波抑制器；12、微波馈能设备；13、电控设备；14、水冷设备；15、冷却器；16、破碎筛分设备；17、脱硝脱硫除尘装置；18、细灰存储仓；120、微波导管。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中的电厂产生的大量粉煤灰对环境造成了严重的污染，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种粉煤灰的回收利用系统。
本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种粉煤灰的回收利用系统，如图1所示，该回收利用系统包括分离装置、成球设备7与微波加热装置，分离装置与粉煤灰存储仓1连接，粉煤灰存储仓1与离心分离机2之间可以通过泵送或其他方式进行粉煤灰的输送。用于对粉煤灰进行分离，得到粗灰与细灰，上述粗灰的粒径小于1000目，上述细灰的粒径大于1000目；成球设备7，与上述分离装置的粗灰出口连通，上述成球设备7利用上述粗灰、粘结剂与水制备湿球；微波加热装置，与上述成球设备7的出口连通，用于将上述湿球烧结为陶粒。
应用本申请的技术方案，根据粉煤灰的粒径、形貌和其热稳定性的优势，利用分离装置分选出粒径品质一致的粉煤细灰，粒径通常在1000目以上，这部分细灰直接或经改性后，可以作为填充剂或阻燃剂用于橡胶、塑胶材料、涂料以及金属微粉等领域，不仅可提高材料的可加工性、阻燃、导电、及防磁场干扰等性能，还可显著降低成本；分选后的粗灰可以配合一定比例的水和粘结剂(如页岩、粘土等)混合成球后在微波加热装置中进行烧结，得到粉煤灰陶粒，粉煤灰陶粒可以广泛应用于建筑、道路、桥梁、绿化、水处理等领域。本申请的将电厂粉煤灰分级利用，将目前电厂排放的粉煤灰全部利用，达到零排放的效果，解决了电厂粉煤灰的大量排放对环境造成的污染问题。
本申请的一种实施例中，如图1所示，上述分离装置包括离心分离机2，离心分离机2与上述粉煤灰存储仓1连接，用于对粉煤灰进行分离，得到粗灰与细灰。这样通过离心分离机得到1000目以下的粗灰与1000目以上的细灰。
为了将获得不同粒径大小的细灰进行分离，进而对不同粒径的细灰进行有效利用，本申请的一种实施例中，如图1所示，本申请的一种实施例中，上述分离装置还包括旋风分离器3、除尘器4与引风机5，旋风分离器3与上述离心分离机2的细灰出口连通，用于对细灰进行分离，得到一级细灰与二级细灰，上述一级细灰的粒径在1000～1500目之间，上述二级细灰的粒径大于1500目；除尘器4与上述旋风分离器3的二级细灰出口连通，用于对上述二级细灰进行分离，得到三级细灰与尾气，上述三级细灰的粒径大于1500目且小于2500目；引风机5与上述除尘器4的尾气出口连通，用于将上述尾气排空。
本申请的另一种实施例中，如图1所示，上述回收利用系统还包括粗灰存储仓6，上述粗灰存储仓6的入口与上述离心分离机2的粗灰出口连通，上述粗灰存储仓6的出口与成球设备7连通。粗灰通过气力泵送或者其他输运方式输入粗灰存储仓6中，这样通过粗灰存储仓6可以更好的收集粗灰，方便后续粗灰的有效利用。
为了进一步使得成球设备制备得到的湿球的强度更好，如图1所示，本申请的一种实施例中，上述回收利用系统还包括预热器8，预热器8设置在上述成球设备7与上述微波加热装置之间的连接管路上，湿球在预热器8中预脱除一部分水分后进入微波加热装置中烧结。
本申请的一种实施例中，如图1所示，上述微波加热装置包括进料微波抑制器9、微波隧道窑10、出料微波抑制器11、微波馈能设备12以及微波导管120，进料微波抑制器9与上述预热器8的出口连通，用于抑制微波隧道窑10中的微波的泄露；微波隧道窑10与上述进料微波抑制器9的出口连通；出料微波抑制器11与上述微波隧道窑10的出口连通，用于抑制微波隧道窑10中的微波的泄露；微波馈能设备12与上述微波隧道窑10的微波入口连通，上述微波馈能设备12包括磁控管，上述磁控管用于产生微波；微波导管120用于连通上述微波馈能设备12与微波入口，进而将微波导入到微波隧道窑10中。
本申请的微波加热装置并不限于上述的结构，本申请的另一种实施例中，上述微波加热装置包括进料微波抑制器、微波隧道窑、出料微波抑制器、微波馈能设备以及微波导管，与上述微波加热装置的不同之处在于：该微波加热装置中的微波隧道窑的入口直接与预热器的出口连通，且微波隧道窑的陶粒出口不与出料微波抑制器连通，即不通过出料微波抑制器直接输出陶粒，进料微波抑制器以及出料微波抑制器分别与微波隧道窑的一个口连接。
为了更高效地为上述微波馈能设备12提供高电压，如图1所示，本申请的一种实施例中，上述微波加热装置还包括电控设备13，电控设备13与上述微波馈能设备12电连接，用于向上述微波馈能设备12提供高电压，该系统可以将380V的交流电转变为20000V的高压直流电。微波频率通常为915MHz。
本申请的另一种实施例中，如图1所示，上述微波加热装置还包括水冷设备14，水冷设备14与上述微波馈能设备12连通，磁控管在产生微波的过程中，会产生很大的热量，这部分热量通过水冷设备14进行冷却，使其运行温度在50℃以下。
本申请的再一种实施例中，如图1所示，上述回收利用系统还包括冷却器15，冷却器15与上述出料微波抑制器11的出口连通，用于对上述陶粒进行冷却。
为了更好地利用回收利用系统中的热量，本申请的一种实施例中，如图1所示，上述冷却器15为换热器，上述换热器的冷源为空气，上述换热器的空气出口与上述预热器8的热源入口连通。
本申请的又一种实施例中，如图1所示，上述回收利用系统还包括破碎筛分设备16，破碎筛分设备16与上述冷却器15的出口连通，用于对上述陶粒进行粉碎，将团聚的陶粒破碎后形成最终陶粒产品。
本申请的再一种实施例中，如图1所示，上述回收利用系统还包括脱硝脱硫除尘装置17，脱硝脱硫除尘装置17与上述预热器8的废气出口以及上述微波隧道窑10的烟气出口连通，将微波隧道窑产生的烟气和经预热器产生的废气，合并后净化排空。
为了方便细灰的利用，本申请的一种实施例中，如图1所示，上述回收利用系统还包括细灰存储仓18，细灰存储仓18与上述旋风分离器3的一级细灰出口以及上述除尘器4的三级细灰出口连通。具体的一种实施例中，上述细灰存储仓包括多个单元，用于存储不同粒径的细灰，方便细灰的分类利用。
本申请的一种实施例中，上述回收利用系统还包括粘结剂存储仓与储水罐，二者均与成球设备的入口连通。
为了使得制备得到的陶粒的性能更好，本申请的一种实施例中，上述回收利用系统还包括计量设备，由上述粘结剂存储仓输出的粘结剂、由储水罐输出的水以及由粗灰存储仓输出的粗灰经过计量设备后进入成球设备中。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例来说明本申请的技术方案。
实施例
粉煤灰的回收利用系统的局部示意图为图1，该回收利用系统包括离心分离机2、旋风分离器3、除尘器4、引风机5、粗灰存储仓6、粘结剂存储仓(图中未示出)、储水罐(图中未示出)、计量设备(图中未示出)、成球设备7、预热器8、进料微波抑制器9、微波隧道窑10、出料微波抑制器11、微波馈能设备12、微波导管120、电控设备13、水冷设备14、冷却器15、破碎筛分设备16、脱硝脱硫除尘装置17与细灰存储仓18，其中，冷却器为换热器。具体的连接关系参见上述内容与图1，此处就不再赘述了。
该回收利用系统的工作过程包括：
离心分离机2与上述粉煤灰存储仓1连接，对粉煤灰进行分离，得到粗灰与细灰，粗灰进入粗灰存储仓中，细灰进入旋风分离器3中，进行进一步的分离，得到一级细灰与二级细灰，上述一级细灰的粒径在1000～1500目之间，上述二级细灰的粒径大于1500目，一级细灰进入到细灰仓中对应的单元中，二级细灰经过出口进入到除尘器中进行进一步的分离，得到三级细灰与尾气，三级细灰进入到细灰仓中对应的单元中，尾气经过引风机排出，其中，上述三级细灰的粒径大于1500目且小于2500目。
粗灰存储仓6中的粗灰、储水罐中的水以及粘结剂存储仓中的粘结剂经过计量设备计量并按照一定的配比，进入到成球设备7中，在成球设备7中预制成粒径5～20mm大小的湿球。经过成球设备7制备的湿球，经过预热器8时，被预热器8中的热空气进行预热，脱除湿球中的一部分水分。湿球在预热器8中预脱除一部分水分后，经过进料微波抑制器9进入微波隧道窑10进行烧结。由于微波加热的特性，湿球在吸收微波能后，物料内外部同时加热、同时升温，加热速度快且均匀，烧结温度可以很快达到1200℃，在这个温度下，粉煤灰中的硅铝等氧化物会熔融陶瓷化变成陶粒。其中，微波隧道窑10中的微波由微波馈能设备12提供，且微波通过微波导管输送至微波隧道窑10中。微波馈能设备12中微波磁控管产生微波，其高压是由电控设备13提供的，该系统可以将380V的交流电转变为20000V的高压直流电。微波频率通常为915MHz。微波馈能设备12在产生微波的过程中，磁控管会产生很大的热量，这部分热量通过水冷设备14进行冷却，使其运行温度在50℃以下。
烧结完成的陶粒经过出料微波抑制器11进入换热器进行冷却，同时空气被加热后进入预热器8中作为热源进行再利用。经冷却后的陶粒进入破碎筛分设备16中，团聚的陶粒破碎后形成最终陶粒产品。微波隧道窑10产生的烟气和预热器8产生的废气，合并后通过脱硝脱硫除尘装置17净化排空。
该回收利用系统将差异性大和量大的粉煤灰，通过分级筛选得到品质一致的细灰原料，这部分细灰直接或经改性后，可以作为填充剂或阻燃剂用于橡胶、塑胶材料、涂料以及金属微粉等领域，不仅可提高材料的可加工性、阻燃、导电、及防磁场干扰等性能，还可显著降低成本。分选后的粗灰可以配合一定比例的水和粘结剂如页岩、粘土等混合成球后在微波加热装置内进行烧结，得到粉煤灰陶粒，粉煤灰陶粒可以广泛应用于建筑、道路、桥梁、绿化、水处理等领域。并且，该系统中采用微波加热装置加热，使得物料受热均匀，产品品质好，同时升温速度快，是传统电加热窑的5～15倍，加热效率高。通过该回收利用系统可以将粉煤灰固废资源全部分级进行利用，实现电厂粉煤灰的零排放，既提高了粉煤灰资源的附加值，又使得废弃资源得到大宗利用，大大提高了粉煤灰资源的经济价值。
从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
本申请的回收利用系统，根据粉煤灰的粒径、形貌和其热稳定性的优势，利用分离装置分选出粒径品质一致的粉煤细灰，粒径通常在1000目以上，这部分细灰直接或经改性后，可以作为填充剂或阻燃剂用于橡胶、塑胶材料、涂料以及金属微粉等领域，不仅可提高材料的可加工性、阻燃、导电、及防磁场干扰等性能，还可显著降低成本；分选后的粗灰可以配合一定比例的水和粘结剂如页岩、粘土等混合成球后在微波加热装置中进行烧结，得到粉煤灰陶粒，粉煤灰陶粒可以广泛应用于建筑、道路、桥梁、绿化、水处理等领域。并且，该系统中采用微波加热装置加热，使得物料受热均匀，产品品质好，同时升温速度快，是传统电加热窑的5～15倍，加热效率高。本申请的将电厂粉煤灰分级利用，将目前电厂排放的粉煤灰全部利用，达到零排放的效果，解决了电厂粉煤灰的大量排放对环境造成的污染问题。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种粉煤灰的回收利用系统，其特征在于，所述回收利用系统包括：
分离装置，与粉煤灰存储仓(1)连接，用于对粉煤灰进行分离，得到粗灰与细灰，所述粗灰的粒径小于1000目，所述细灰的粒径大于1000目；
成球设备(7)，与所述分离装置的粗灰出口连通，所述成球设备(7)利用所述粗灰、粘结剂与水制备湿球；以及
微波加热装置，与所述成球设备(7)的出口连通，用于将所述湿球烧结为陶粒。
2.根据权利要求1所述的回收利用系统，其特征在于，所述分离装置包括：
离心分离机(2)，与所述粉煤灰存储仓(1)连接，用于对粉煤灰进行分离，得到粗灰与细灰。
3.根据权利要求2所述的回收利用系统，其特征在于，所述分离装置包括：
旋风分离器(3)，与所述离心分离机(2)的细灰出口连通，用于对细灰进行分离，得到一级细灰与二级细灰，所述一级细灰的粒径在1000～1500目之间，所述二级细灰的粒径大于1500目；
除尘器(4)，与所述旋风分离器(3)的二级细灰出口连通，用于对所述二级细灰进行分离，得到三级细灰与尾气，所述三级细灰的粒径大于1500目且小于2500目；以及
引风机(5)，与所述除尘器(4)的尾气出口连通，用于将所述尾气排空。
4.根据权利要求2所述的回收利用系统，其特征在于，所述回收利用系统还包括：
粗灰存储仓(6)，所述粗灰存储仓(6)的入口与所述离心分离机(2)的粗灰出口连通，所述粗灰存储仓(6)的出口与所述成球设备(7)连通。
5.根据权利要求1所述的回收利用系统，其特征在于，所述回收利用系统还包括：
预热器(8)，设置在所述成球设备(7)与所述微波加热装置之间的连接管路上。
6.根据权利要求5所述的回收利用系统，其特征在于，所述微波加热装置包括：
进料微波抑制器(9)，与所述预热器(8)的出口连通，用于抑制微波的泄露；
微波隧道窑(10)，与所述进料微波抑制器(9)的出口连通；
出料微波抑制器(11)，与所述微波隧道窑(10)的出口连通，用于抑制微波的泄露；
微波馈能设备(12)，与所述微波隧道窑(10)的微波入口连通，所述微波馈能设备(12)包括磁控管，所述磁控管产生微波；以及
微波导管(120)，用于连通所述微波馈能设备(12)与微波入口。
7.根据权利要求6所述的回收利用系统，其特征在于，所述微波加热装置还包括：
电控设备(13)，与所述微波馈能设备(12)电连接，用于向所述微波馈能设备(12)提供高电压。
8.根据权利要求6所述的回收利用系统，其特征在于，所述微波加热装置还包括：
水冷设备(14)，与所述微波馈能设备(12)连通，用于对所述磁控管进行降温。
9.根据权利要求6所述的回收利用系统，其特征在于，所述回收利用系统还包括：
冷却器(15)，与所述出料微波抑制器(11)出口连通，用于对所述陶粒进行冷却。
10.根据权利要求9所述的回收利用系统，其特征在于，所述冷却器(15)为换热器，所述换热器的冷源为空气，所述换热器的空气出口与所述预热器(8)的热源入口连通。
11.根据权利要求9所述的回收利用系统，其特征在于，所述回收利用系统还包括：
破碎筛分设备(16)，与所述冷却器(15)的出口连通，用于对所述陶粒进行粉碎。
12.根据权利要求6所述的回收利用系统，其特征在于，所述回收利用系统还包括：
脱硝脱硫除尘装置(17)，与所述预热器(8)的废气出口以及所述微波隧道窑(10)的烟气出口连通。
13.根据权利要求3所述的回收利用系统，其特征在于，所述回收利用系统还包括：
细灰存储仓(18)，与所述旋风分离器(3)的一级细灰出口以及所述除尘器(4)的三级细灰出口连通。
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